Ученые увидели магнитное поле, порождаемое «объедками» черной дыры

Радиотелескоп ALMA помог ученым впервые детально рассмотреть то, как тонкие пучки горячей материи, выплевываемые сверхмассивной черной дырой, порождают мощнейшие магнитные поля, разгоняющие материю и помогающие ей спастись от гравитационных объятий сингулярности, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Сверхмассивные черные дыры существуют в центре практически любой галактики. В отличие от черных дыр, возникающих при коллапсе звезд, их масса в несколько миллионов раз больше солнечной. Они периодически поглощают звезды, другие небесные тела и газ, и выбрасывают часть захваченной материи в виде джетов — пучков разогретой плазмы, движущихся с околосветовой скоростью.

Как объясняет Иван Марти-Видаль (Ivan Marti-Vidal) из Технологического университета Чалмерса в Онсале (Швеция), сегодня астрофизики считают, что в появлении джетов большую роль играют магнитные поля, порождаемые в диске аккреции в результате его вращения и трения частичек материи друг об друга.

Проверка этой гипотезы крайне затруднена по той причине, что ближайшая к нам сверхмассивная черная дыра — Sgr A* в центре нашей Галактики — обладает крайне спокойным нравом, из-за чего у нее нет джетов. Лишь в 2013 году астрофизикам удалось измерить силу магнитного поля в окрестностях Sgr A* благодаря пульсару, удачно расположенному за черной дырой, чье излучение было особым образом поляризовано ей на пути к Земле.

"Естественная поляризация излучения может быть использована для измерения силы и свойств магнитных полей, так как «закрученность» лучей света меняется, когда они проходят через намагниченную среду. В этом случае свет путешествовал через материю, очень близко расположенную к черной дыре", — пояснил астрофизик.

Марти-Видаль и его коллеги воспользовались этой закономерностью для изучения магнитного поля в окрестностях сверхмассивной черной дыры в галактике PKS 1830-211, повернутой к нам под удачным углом и расположенной в созвездии Стрельца на расстоянии в 11 миллиардов световых лет.

Благодаря высокому разрешению телескопа ALMA, ученым удалось не только измерить силу магнитного поля, но и заглянуть практически в центр черной дыры и найти место его зарождения. Как оказалось, его источником действительно были джеты и ближняя часть «бублика» диска аккреции черной дыры.

"Мы обнаружили очень четкие следы сдвигов в поляризации, которые оказались в сотни раз сильнее, чем у любого другого объекта, за которым когда-либо следило человечество. Наше открытие является огромным шагом вперед, мы подобрались на расстояние, соответствующее паре световых дней от «горизонта событий». Полученные нами результаты и будущие наблюдения помогут понять, что на самом деле творится у сверхмассивных черных дыр", — заключает Марти-Видаль.